青藏高原腹地,汩汩清流從雪山蜿蜒而出,從三江源一路向南,之后折向東方……金沙江自商代就有淘金者的身影,是我國(guó)最早開發(fā)的江河之一。今天她正為沿途的超級(jí)水電工程提供不竭的動(dòng)力,構(gòu)筑起世界上最大的清潔能源走廊。
伴隨河流奔騰的,是無數(shù)立于山巔、谷地、荒野的鐵塔和在其間“穿針引線”的云端電網(wǎng)。它們跨越千山萬水,將清潔電能源源不斷地送向四面八方,點(diǎn)亮萬家燈火。
位于四川大涼山腹地的布拖特高壓換流站是全球規(guī)模最大的水電項(xiàng)目——白鶴灘水電站的送端起點(diǎn)。
換流站設(shè)備昂貴,一個(gè)換流閥閥塔價(jià)值達(dá)3000萬元,作業(yè)精確度為毫米級(jí),可謂是真正的“失之毫厘,謬以千里”。
負(fù)責(zé)電氣設(shè)備安裝項(xiàng)目的國(guó)網(wǎng)四川電力送變電建設(shè)公司的張鳴鏑還記得2016年夏天,在新疆天山換流站的那次無比困難的檢修。通常情況下,更換套管都是在閥廳外進(jìn)行,那天卻漫天風(fēng)沙。一旦沙塵進(jìn)入閥廳,將破壞設(shè)備環(huán)境,造成不可逆的影響。但如果在閥廳內(nèi)作業(yè),空間過于狹小,無塵化大噸位電動(dòng)起重機(jī)械無法施展拳腳;如果使用柴油式吊車,又不可避免產(chǎn)生尾氣出現(xiàn)污染。
思前想后,張鳴鏑和同事在家用抽油煙機(jī)上找到了靈感——將風(fēng)機(jī)抽風(fēng)速率和吊車排氣速率設(shè)置一致,吊車產(chǎn)生的尾氣迅速引至戶外。經(jīng)此一役,他們成功研發(fā)出“雙排管離心式軸流風(fēng)機(jī)車輛尾氣排放裝置”,并申請(qǐng)了國(guó)家專利。
特高壓輸電技術(shù)是世界電力的“珠穆朗瑪峰”。近年來,隨著一系列關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破,我國(guó)在特高壓輸電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“沒有路”到“領(lǐng)頭跑”的飛躍,特高壓電網(wǎng)建設(shè)全面鋪開。
從220千伏到500千伏,再到±800千伏;從高壓到超高壓再到特高壓,西電東送這條能源大動(dòng)脈架起了東西部互聯(lián)互通的橋梁。
深邃峽谷間的白鶴灘水電站,最大壩高289米的混凝土雙曲拱壩攬入奔騰江水。從200多米高飛瀉而下的水流,推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)組每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈便可發(fā)電約150千瓦時(shí)。
白鶴灘水電站的16臺(tái)百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組全力運(yùn)行。長(zhǎng)江電力白鶴灘電廠運(yùn)行部副主任王斌說:“運(yùn)行人員24小時(shí)值守,傳感器實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù),運(yùn)行指標(biāo)一旦出現(xiàn)異常,系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警?!?/p>
“發(fā)電機(jī)組就像一個(gè)靠水力轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能?!敝袊?guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“三峽集團(tuán)”)白鶴灘工程建設(shè)部原副主任康永林介紹,每分鐘111轉(zhuǎn)的速度下,立于其上的硬幣紋絲不動(dòng),運(yùn)行期間各軸承擺度均小于0.1毫米……“機(jī)組總體布置、電磁設(shè)計(jì)、主要大部件制造等關(guān)鍵技術(shù)先后取得重要?jiǎng)?chuàng)新成果,見證了中國(guó)水電在裝備制造、設(shè)計(jì)安裝等領(lǐng)域的領(lǐng)先地位?!?/p>
2022年12月,白鶴灘水電站實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。從白鶴灘回望,這條清潔能源走廊見證了我國(guó)水電技術(shù)的一次次突破。
竣工于20世紀(jì)80年代的葛洲壩水電站,水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)最大容量17萬千瓦。作為世界上規(guī)模最大的水利樞紐工程,三峽水電站攻克了70萬千瓦機(jī)組的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。隨后開工建設(shè)的溪洛渡、向家壩、烏東德水電站,水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量相繼突破77萬、80萬、85萬千瓦。
升級(jí)不是簡(jiǎn)單的加法,每一次的研發(fā)技術(shù)難度系數(shù)都呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。單機(jī)容量邁向百萬千瓦級(jí),離不開一系列新工藝、新材料的運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)了水力設(shè)計(jì)、發(fā)電機(jī)通風(fēng)、機(jī)組總體設(shè)計(jì)等全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)?!鞍偃f千瓦級(jí)機(jī)組的水頭沖擊力更大、轉(zhuǎn)速更快、承壓更高,三峽集團(tuán)牽頭大型鋼企,研制出800兆帕級(jí)高強(qiáng)蝸殼鋼板,擺脫了長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面?!比龒{集團(tuán)機(jī)電技術(shù)中心副主任李海軍舉例道。
長(zhǎng)江干流上的6座梯級(jí)水電站總裝機(jī)容量達(dá)7169.5萬千瓦,相當(dāng)于3個(gè)三峽水電站的裝機(jī)容量,不斷增強(qiáng)能源保供底氣,其中5座成為西電東送骨干電源站。
“長(zhǎng)江水依次經(jīng)過6座水電站,相當(dāng)于1滴水發(fā)6次電。”康永林算了一筆細(xì)賬:1立方米水通過三峽水電站可生產(chǎn)綠電0.25千瓦時(shí);六庫(kù)聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)發(fā)電乘數(shù)效應(yīng),發(fā)電量可達(dá)2千瓦時(shí),效率提升到8倍。
“流域巨型電站群的運(yùn)營(yíng)調(diào)度涉及‘水、機(jī)、電’多個(gè)環(huán)節(jié),規(guī)模巨大、時(shí)空多變、跨區(qū)跨網(wǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。梯級(jí)水電站同時(shí)承擔(dān)峰荷和基荷,對(duì)水電長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行提出更高要求?!遍L(zhǎng)江電力科學(xué)技術(shù)研究中心副主任湯正陽(yáng)說。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)深度賦能智能運(yùn)維、智能檢修、智慧調(diào)度、智能決策等全業(yè)務(wù)場(chǎng)景,全面提升設(shè)備智能運(yùn)維水平,助力水電站數(shù)字化建設(shè)。
2022年2月22日,船長(zhǎng)孫克兵駕駛長(zhǎng)江流域首艘3000噸級(jí)純電運(yùn)輸貨船,裝載一船沙石,從江蘇南京江心洲碼頭運(yùn)往一家鋼鐵廠。出發(fā)前,孫克兵在南京電力巡維人員的幫助下,對(duì)岸電和貨船的電力系統(tǒng)進(jìn)行例行檢查。
這艘電動(dòng)貨船載重3000噸,由燃油船舶改造而來。甲板上兩組可移動(dòng)電池可存儲(chǔ)2200度電,通過碼頭岸電充電3個(gè)小時(shí)可充滿,能航行120公里以上。
“以前用柴油機(jī)作為動(dòng)力,一天至少要用兩噸至三噸的柴油,排放物差不多在十四五噸,但我們現(xiàn)在整船以電為動(dòng)力?!睂O克兵說。
沒有了震耳欲聾的發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴聲和濃重的柴油味,一江清水穿城而過,對(duì)于有著數(shù)十年駕船經(jīng)歷的孫克兵來說,變化可謂天翻地覆。
而這樣的改變與來自西部的清潔能源密不可分,每年都有大量的清潔電能通過電網(wǎng)大動(dòng)脈輸送到江蘇地區(qū)。不僅緩解了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)民生方面的供電壓力,還推動(dòng)這個(gè)用電大省日益向綠色低碳的目標(biāo)轉(zhuǎn)型。
如今,長(zhǎng)江南京段岸電設(shè)施覆蓋率高達(dá)100%。
清潔能源帶來的改變還遠(yuǎn)不止于此,如今行駛在廣州街頭的電動(dòng)汽車,每消耗4度電,就有1度是來自西部的清潔水電。這些來自西部的清潔水電不僅方便了人們的出行,更改善了環(huán)境。
現(xiàn)在,我國(guó)已建成全球規(guī)模最大的電力供應(yīng)系統(tǒng)和清潔發(fā)電體系,綠色理念深入人心,綠色動(dòng)能越發(fā)強(qiáng)勁。西電東送工程猶如一條巨龍,將東西部經(jīng)濟(jì)緊密連接,為“綠色中國(guó)夢(mèng)”提供助力。
面向“十四五”高質(zhì)量發(fā)展要求,面向我國(guó)2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的承諾,新征程已經(jīng)開啟,更多電力“綠色故事”將被續(xù)寫。
(摘編自《新華日?qǐng)?bào)》《中國(guó)電力報(bào)》)